Щит для зарядных станций электромобилей: защита и управление нагрузкой

Щит для зарядных станций электромобилей: защита и управление нагрузкой

В зарядной инфраструктуре для электромобилей щит не сводится к выдаче одного отходящего присоединения. Точка зарядки часами потребляет свой номинальный ток без перерыва, интерфейс автомобиля способен создавать дифференциальный ток с постоянной составляющей, а разрешённая мощность быстро становится ограничением при увеличении числа точек. Если эти три темы не рассматривать вместе, результатом будет либо избыточная стоимость питающей линии, либо постоянные срабатывания защиты в эксплуатации. Правильная схема объединяет защиту, измерение и связь в одной архитектуре щита.

Почему зарядная нагрузка ведёт себя иначе

В цепях освещения и розеток коэффициент одновременности невысок, и никто не ожидает, что цепь будет часами работать при номинальном токе. Точка зарядки ведёт себя противоположно: с момента подключения автомобиля и до окончания заряда она потребляет разрешённый ток. Поэтому коэффициент спроса принимают близким к единице, сечение выбирают по длительному току, а тепловой расчёт щита выполняют по реальной нагрузке. Длительный режим также усиливает влияние температуры окружающей среды на тепловые расцепители и делает моменты затяжки шинных соединений гораздо более критичными.

Защита цепи: дифференциальный ток, сверхток и ОПН

Каждая точка зарядки питается через собственное устройство дифференциальной защиты, чтобы неисправность одной точки не обесточила весь паркинг. Поскольку интерфейс автомобиля может формировать дифференциальный ток с постоянной составляющей, устройства типа A самого по себе недостаточно: либо зарядная станция содержит функцию обнаружения 6 мА постоянного тока и перед ней ставится устройство типа A, либо для цепи выбирается устройство типа B. По сверхтоку номинал выбирается для длительного режима. На улице и при длинных кабельных трассах ОПН типа 2 защищает и силовую электронику, и коммуникационную плату станции.

Управление нагрузкой и динамическое распределение мощности

Одновременно питать десятки точек на полной мощности в большинстве объектов не требуется. Трансформаторы тока и анализатор качества электроэнергии на вводе измеряют мгновенное потребление здания, а контроллер нагрузки динамически распределяет остаток мощности между точками. Так число точек можно увеличивать, не превышая номинал вводного аппарата. Статическое распределение задаёт фиксированный предел, тогда как динамическое следит за нагрузкой здания и использует свободный резерв. В щите для этого предусматривают отсек связи, отдельное питание 24 В и разделение сигнальных и силовых кабелей.

Разница между щитом AC зарядки и быстрой DC зарядкой

На стороне переменного тока щит похож на обычный распределительный щит: отдельное присоединение на точку, дифференциальная защита и измерение. При быстрой зарядке постоянным током шкаф преобразователя сам является крупной нагрузкой и заметным источником тепла; питание обычно планируют от отдельного трансформатора или мощной шинной сборки, а на первый план выходят стойкость к короткому замыканию и потери. Если на площадке сочетаются оба решения, селективность проектируют с самого начала.

Наружные условия, монтаж и ввод в эксплуатацию

Щиты паркингов чаще всего работают на улице, рядом с движением автомобилей. Оболочку выбирают не ниже IP54, а на участках, открытых для удара, с высоким классом IK; кабельные вводы выполняют снизу с сальниками, а если перепад температур вызывает конденсат, предусматривают вентиляцию или обогреватель. При вводе в эксплуатацию измеряют и протоколируют время срабатывания устройств дифференциальной защиты, непрерывность защитного проводника, связь между станцией и контроллером нагрузки и падение напряжения под реальной нагрузкой.

Главное: щит зарядных станций

• Длительная нагрузка — Зарядная цепь часами работает при номинальном токе; коэффициент спроса принимают близким к единице.
• Дифференциальный ток — Интерфейс автомобиля может создавать постоянную составляющую, поэтому тип A сам по себе не считается безопасным.
• Управление нагрузкой — Динамическое распределение мощности — самый экономичный способ добавить точки без замены вводного аппарата.
• Наружные условия — Класс оболочки, конструкция кабельного ввода и уплотнения напрямую определяют срок службы щита паркинга.
• Источник стандарта — каталог публикаций IEC: iec.ch.

Частые вопросы

Какое устройство дифференциальной защиты применяют в щите зарядных станций?

Если станция содержит функцию обнаружения 6 мА постоянного тока, перед ней допускается устройство типа A. Если такой функции нет, для цепи выбирают устройство типа B. Выбор делают по условиям изготовителя станции, и каждая точка питается через собственное устройство.

Нужно ли увеличивать вводной аппарат при добавлении точек зарядки?

На большинстве объектов нет. Динамическое управление измеряет вводной ток и распределяет доступную мощность между точками, поэтому число станций можно увеличивать без изменения разрешённой мощности и номинала вводного аппарата.

Можно ли добавить щит зарядных станций в существующее здание?

Можно. Сначала измерением на главном щите определяют свободный резерв мощности, затем вводят отдельный зарядный распределительный щит и контроллер нагрузки. Критичный шаг — повторная проверка селективности и непрерывности защитного проводника.

Похожие статьи

• Типы УЗО: чем отличаются AC, A, F и B
• Выбор сечения кабеля и расчёт потери напряжения
• Расчёт нагрузки и номинальный ток щита: коэффициенты спроса и разновременности
• Проектирование щита питания зарядной станции электромобилей
• Все технические статьи

Devpan проектирует распределительные щиты зарядных станций для паркингов и автопарков вместе с управлением нагрузкой, измерением и дифференциальной защитой. Сообщите число точек зарядки и номинал существующего вводного аппарата, и мы вместе спланируем цепь питания. Связанное решение Devpan: распределительный щит DevBox.